Einmal Großglockner und zurück

FH Bingen entwickelte Fahrzeugprüfstand zum Testen von Bremsen

28.04.2009 | Redakteur: Reinhard Kluger

Die FH Bingen — am Rande der Weinberge studieren rund 2000 Studenten unter hervorragenden Bedingungen

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Eine Kooperation macht es möglich: Die Fachhochschule Bingen testet auf Fahrzeugprüfständen neu entwickelte Bremsen und Radaufhängungen. Für präzise Messergebnisse sorgen Drehgeber von Wachendorff.

Ein starkes Netzwerk führt zu starken Ergebnissen. So auch im Automatisierungscluster RheinMainNeckar, ein Zusammenschluss, der viele Disziplinen vereint: Hochschulen, Maschinenbauer, Automatisierer und Experten zahlreicher Anwendungsbranchen. Hier liegt, am Rand von Weinbergen, die Fachhochschule Bingen. Ein Ort, der mehr zu bieten hat als malerische Gassen und lauschige Weinstuben: Die dortige Fachhochschule beherbergt den weltweit einzigen Viertelfahrzeug-Prüfstand für Automobiltechnik.

Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Tiemann: „Wir nehmen Funktionstests im Auftrag der Industrie vor und überprüfen neue Radaufhängungen oder Bremsen unter härtesten Bedingungen.“
Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Tiemann: „Wir nehmen Funktionstests im Auftrag der Industrie vor und überprüfen neue Radaufhängungen oder Bremsen unter härtesten Bedingungen.“

Ein Prüfstand, den Professor Dr.-Ing. Rüdiger Tiemann entwickelte, er unterrichtet der Hochschule das Fach Kraftfahrzeugtechnik. Mit Dienstleistungen für die Automobilindustrie stärkt der Fachbereich die Kapitaldecke der Hochschule. Diese ist somit in der Lage, den Studenten eine hervorragende Ausstattung zu bieten. Zwei wissenschaftliche Mitarbeiter führen dort Funktionstests im Auftrag der Industrie aus und überprüfen neue Radaufhängungen oder Bremsen unter härtesten Bedingungen.

Fahrbahnen lassen sich simulieren

Er gilt als der einzige seiner Art: der Viertelfahrzeugprüfstand, den Prof. Tiemann an der FH Bingen entwickelte
Er gilt als der einzige seiner Art: der Viertelfahrzeugprüfstand, den Prof. Tiemann an der FH Bingen entwickelte

Der Prüfstand besteht aus einem unten liegenden Laufband, das die Fahrzeuggeschwindigkeit simuliert. Ein Aufbau stellt über ein Feder-Dämpfer-System die Masse dar, die auf das Rad wirkt, das mit Radaufhängung auf dem Tisch montiert ist. Ein Exzentertisch simuliert zusätzlich Fahrbahnunebenheiten. So lässt sich eine Belastung simulieren, wie sie auf normalen Straßen auftritt und: immer exakt reproduzierbar — im Gegensatz zu Prüfungen auf realen Straßen. Die Folge: Man kann im Versuchslabor Tests exakt gleich fahren. Die im Versuch auftretenden Kräfte in Längs- und Querrichtung lassen sich einzeln messen, sogar das Abheben des Fahrzeugs vom Boden wird erfasst. Der komplette Prüftisch arbeitet rechnergestützt, und alle Parameter werden aufgezeichnet. So kann beispielsweise bei der Abfahrt vom Großglockner über die Software simuliert werden und getestet werden, ob Bremsen solchen extremen Bedingungen stand halten. Selbst unterschiedliches Bremsverhalten des Fahrers – vorsichtige oder sportliche Fahrweise — bildet der Versuchsstand nach. Die errechneten Messwerte sind so absolut vergleichbar – im Gegensatz zu realen Bedingungen, in denen immer wieder Abweichungen durch das Verhalten des Fahrers oder die Witterung entstehen.

Drehgeber statt Antriebswelle

Ein Drehgeber an der Radaufhängung misst exakt die Radgeschwindigkeit
Ein Drehgeber an der Radaufhängung misst exakt die Radgeschwindigkeit

Wertvolle Dienste bei diesen Messungen leisten Drehgeber von Wachendorff. Drehgeber, die das Geisenheimer Unternehmen der Hochschule im Rahmen einer Kooperation kostenlos zur Verfügung stellte. Mit einem Drehgeber ersetzte man die Antriebswelle, um die exakte Drehzahl bestimmen zu können, und damit die Radgeschwindigkeit, die nicht unbedingt der am Laufband gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechen muss. Differenzen ergeben sich durch das Durchrutschen des Rades und eine exakte Messung beider Werte gibt wichtige Hinweise auf die Leistung von Bremsen und ihre Reaktionszeiten. Auch für die Drehzahl des elektrischen Antriebes wird ein Drehgeber von Wachendorff eingesetzt. Ein weiterer befindet sich am Exzentertisch, wo er die Frequenz der vertikalen Erregung misst.

„Wir setzen Drehgeber von Wachendorff ein, weil sie am robustesten sind“, so Christoph Kalina, der Prof. Tiemann bei den Tests unterstützt. Die verwendeten inkrementalen Drehgeber arbeiten nach einem berührungslosen Prinzip der optischen Abstastung: Das Licht einer Hochleistungs-LED wird mit einer Linse parallel ausgerichtet und durchstrahlt eine Blenden- und Impulsscheibe, die auf einer Edelstahlwelle gelagert ist. Beim Drehen der Welle fällt Licht auf den gegenüber liegenden Erfassungstransistor wie durch ein Gitter – der Unterschied zwischen hell und dunkel lässt sich rechnerisch zu hochpräzisen Signalen aufbereiten, die industriell einsetzbare Impulse erzeugen. Mechanik, optische Strecke und Elektronik sind bei den Drehgebern gleichermaßen hochwertig und erzielen im Zusammenwirken genauste Ergebnisse. Zur leichteren Instandhaltung sind die meisten Varianten mit einem Frühwarnausgang ausgestattet, der bei nachlassender LED-Leistung schon 1000 Betriebsstunden vor dem Ausfall meldet, dass eine Wartung erfolgen sollte.

Und: Ein Spezialfett sorgt dafür, dass die Drehgber auch bei sehr hohen Temperaturen und Drehzahlen reibungslos funktionieren. Alle Wellen sind doppelt und spielfrei mit einem möglichst großen Abstand zwischen den Wellen gelagert, somit lässt sich eine hohe Dauerbelastbarkeit erreichen. Ein Argument, das gerade bei den in Bingen vorgenommenen Tests überzeugte. Fanden die Test doch unter extremen Bedingungen satt, jedenfalls was die Drehzahl, die Dauer und die Vibrationen betrifft.

 

FH Bingen entwickelte Fahrzeugprüfstand zum Testen von Bremsen

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